【Java基础知识5】异常

一、什么是异常？

正常程序所不能处理或没有处理的不正常行为称为异常。Java异常机制可以使程序中异常处理代码和正常业务代码分离，保证程序代码更加优雅，并提高程序健壮性。

二、异常的层次结构

三、异常的分类

1.Throwable

异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception

2.Error

非程序异常，即程序不能捕获的异常，一般是编译或者系统性的错误，比如：JVM的内部错误、资源耗尽等，典型代表：  Virtual MachineError（虚拟机运行错误）、NoClassDefFoundError（类定义错误）、OutOfMemoryError：内存不足错误、StackOverflowError：栈溢出错误

3.Exception

程序本身可以捕获并且可以处理的异常，Exception 这种异常又分为两类：运行时异常和编译时异常。

• 运行时异常

运行时异常的特点是Java编译器不会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，即使没有用try-catch语句捕获它，也没有用throws子句声明抛出它，也会编译通过。

• 编译异常

四、异常的检查

1.可查异常

除了RuntimeException及其子类以外，其他的Exception类及其子类都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，要么用try-catch语句捕获它，要么用throws子句声明抛出它，否则编译不会通过。

2.不可查异常

包括运行时异常（RuntimeException与其子类）和错误（Error）。

五、异常关键字

• try – 用于监听。将可能抛出异常的代码放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，异常就被抛出。
• catch – 用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常。
• finally – finally语句块总是会被执行。它主要用于回收在try块里打开的资源(如数据库连接、网络连接和磁盘文件)。只有finally块执行完成之后，才会回来执行try或者catch块中的return或者throw语句，如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句，则就不会跳回执行，直接停止。
• throw – 用于抛出异常。
• throws – 用在方法签名中，用于声明该方法可能抛出的异常。

六、异常的处理

1.声明异常（throws）

若方法中存在检查异常，如果不对其捕获，那必须在方法头中显式声明该异常，以便于告知方法调用者此方法有异常，需要进行处理。 在方法中声明一个异常，方法头中使用关键字throws，后面接上要声明的异常。若声明多个异常，则使用逗号分割。如下所示：

public static void method() throws IOException, FileNotFoundException{
    //something statements
}

2.抛出异常（throw）

如果代码可能会引发某种错误，可以创建一个合适的异常类实例并抛出它，这就是抛出异常。如下所示：

public static double method(int value) {
    if(value == 0) {
        throw new ArithmeticException("参数不能为0"); //抛出一个运行时异常
    }
    return 5.0 / value;
}

3.try-catch 捕获异常

throws对异常并没有真正处理，而是将异常报告给抛出异常方法的调用者，由调用者处理，如果真正要对异常进行处理，就需要try-catch。

try{
// 可能会发生异常的代码
}catch(异常类型 e){
// 对捕获到的异常进行处理
}finally{
// 此处的语句无论是否发生异常，都会被执行到
}
// 如果没有抛出异常，或者异常被捕获处理了，这里的代码也会执行

七、自定义异常

Java 虽然已经内置了丰富的异常类, 但是并不能完全表示实际开发中所遇到的一些异常，此时就需要维护符合我们实际情况的异常结构，就需要自定义异常。

public class MyException extends Exception {
    public MyException(){ }
    public MyException(String msg){
        super(msg);
    }
    // ...
}

public class MyClass {
    public void myMethod() throws MyException {
        // 假设这是一个条件检查
        if (/* 某些条件不满足 */) {
            throw new MyException("发生了自定义异常");
        }
        // 正常的方法逻辑
    }
}

八、异常注意点

• try、catch和finally都不能单独使用，只能是try-catch、try-finally或者try-catch-finally。
• try语句块监控代码，出现异常就停止执行下面的代码，然后将异常移交给catch语句块来处理。
• finally语句块中的代码一定会被执行，常用于回收资源 。
• throws：声明一个异常，告知方法调用者。
• throw ：抛出一个异常，至于该异常被捕获还是继续抛出都与它无关。

九、常见异常

• RuntimeException

  • java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 数组索引越界异常。当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时抛出。
  • java.lang.ArithmeticException 算术条件异常。譬如：整数除零等。
  • java.lang.NullPointerException 空指针异常。当应用试图在要求使用对象的地方使用了null时，抛出该异常。譬如：调用null对象的实例方法、访问null对象的属性、计算null对象的长度、使用throw语句抛出null等等
  • java.lang.ClassNotFoundException 找不到类异常。当应用试图根据字符串形式的类名构造类，而在遍历CLASSPAH之后找不到对应名称的class文件时，抛出该异常。
  • java.lang.NegativeArraySizeException 数组长度为负异常
  • java.lang.ArrayStoreException 数组中包含不兼容的值抛出的异常
  • java.lang.SecurityException 安全性异常
  • java.lang.IllegalArgumentException 非法参数异常

• IOException

  • IOException：操作输入流和输出流时可能出现的异常。
  • EOFException 文件已结束异常
  • FileNotFoundException 文件未找到异常

• 其他

  • ClassCastException 类型转换异常类
  • ArrayStoreException 数组中包含不兼容的值抛出的异常
  • SQLException 操作数据库异常类
  • NoSuchFieldException 字段未找到异常
  • NoSuchMethodException 方法未找到抛出的异常
  • NumberFormatException 字符串转换为数字抛出的异常
  • StringIndexOutOfBoundsException 字符串索引超出范围抛出的异常
  • IllegalAccessException 不允许访问某类异常
  • InstantiationException 当应用程序试图使用Class类中的newInstance()方法创建一个类的实例，而指定的类对象无法被实例化时，抛出该异常